中原油田通信全IP化發展探討﹡

周世俊， 桂松濤， 張水堂

0 引言

油田通信經過多年的建設，通信網絡已經由單純的電話網向多業務綜合信息網轉變，已形成了由石油專用衛星通信網、石油長途電路網、公網長途出口、油田內部市話交換網、光環路骨干傳輸網、國際互聯網出口等多個通信網絡。目前擁有16個通信站，共計5個獨立局和21個模塊局，實現了與濮陽電信、聯通、移動、鐵通等多家電信運營商的互聯互通，覆蓋了5500平方公里的油區及周邊。油田通信現有的程控、寬帶數據、會議電視等多個專門的業務承載平臺，彼此間各自占用獨立的光纜、電纜資源和網絡設備。骨干傳輸網由1個10G主環、2個2.5G分支和1個2.5G基地環組成。寬帶網絡則由萬兆鏈路和萬兆路由器、萬兆交換機組成萬兆核心網，13個通信站的匯聚交換機通過千兆鏈路上聯到核心交換機，實現了與電信、聯通的萬兆網絡互聯。

1 存在的問題

首先，在用設備故障率高。目前在網程控設備最長運行時間有30多年，傳輸設備也有20多年。伴隨著設備和鏈路的長期運行，硬件設備老化使得故障頻繁出現，造成網絡運行成本和維護成本的不斷增加，特別是部分產品型號老舊，廠家停止對產品的后續支持和維護，這些設備在網運行存在眾多隱患、故障頻發。

其次，新業務無法開展。隨著通信網絡的發展，現有設備能力不能滿足現在高帶寬、大流量業務的需要，同時設備也不支持新出現的應用，無法滿足用戶日益增長的需求。

最后，應用系統功能不完善。油田通信雖然建立了電話計費、寬帶計費、112、114、客戶等應用系統，但是這些系統是不同時期逐步建立的，前后跨度有一二十年，由于廠家和技術不同所以造成維護管理困難。并且還缺乏運維支撐、設備管理、綜合網管等系統，大量的信息是通過人工方式進行，不能及時快速實現客戶服務響應。

2 可行性

隨著IP網絡技術的飛速發展，軟交換、VoIP、IP城域網等技術的逐步商用，各種傳統業務都出現了IP化的解決方案，同時都提供了相對豐富的接口方式，在簡化網絡層次和類型的同時，也提供了融合的承載能力，從今后的運營和發展角度來說，今后油田通信業務網絡建設應該是采用基于IP技術的綜合承載平臺。

首先，IP成為了業界的標準。IP技術已經成為不可逆轉的潮流，無論是傳統的電話系統，還是視頻會議系統、傳輸系統，基于IP技術的產品和技術已經深入到了每個領域，并且都成功的進行了商用，達到了通信行業的嚴格要求。

其次，IP提供了快速的業務擴展。由于IP技術的標準化和開放性，以IP技術為基礎的新產品更適用于所有接入和業務的統一網絡體系架構，有利于多項業務的無縫融合，用戶在網絡建設時所期望的一個網絡就能提供各類業務能力的情況也已經可以實現，一項新業務只要是基于IP技術的都通過少量投資而快速接入網絡中進行推廣應用，不要重新大規模投資和大量施工建設。

第三，IP化滿足了企業轉型的需要。傳統運營商如果只提供單一的話音或者互聯網接入服務，難以保持足夠的利潤增長。同時原有技術方式中各個業務網絡建設和維護工作繁雜，也不利于企業服務市場的開拓。通過IP化減少了網絡層次、降低網絡管理和維護復雜度，減低網絡成本便于發展演進，同時油田通信還可以為油田客戶提供一攬子的整體業務解決方案，滿足油田通信企業轉型發展的需要。

3 應對措施

第一，建立高性能的IP城域網作為業務承載網。IP技術的發展，40G甚至100G城域網技術已經開始商用，同時網絡帶寬的需求是爆炸式的增長，需要建立大容量的承載平臺，否則無法滿足業務發展的需要。除了利用原有SDH網絡為數字專線等業務繼續提供業務承載外，重點利用波分、OTN、ASON、PON等光通信技術搭建大容量、超寬帶城域網[1]。

通過多臺核心路由交換設備構建網狀或是半網狀核心層，核心層網絡主要負責進行內外網數據的快速轉發以及整個城域網路由表的維護，同時運營商骨干網互聯，提供高速數據出口；匯聚層采用高性能大容量的三層交換機設備，同時核心層與匯聚層設備采用星形雙歸屬連接，保證每個匯聚層節點都能夠與兩個核心層節點相連，核心層主要提供高的端口密度和豐富的端口種類，匯聚接入節點，還必須能夠提供必要的網絡應用、運營支撐等層面的功能；接入層網絡負責提供各種類型用戶的接入，還提供用戶流量控制功能，接入層節點可以采用級聯接入方式提供大量接入端口，由于用戶端設備需求量最大，運行環境也非常差，因此要求接入設備要有優良的性價比和穩定性。

第二，實現核心業務平臺IP化升級。傳統電話業務平臺通過利用軟交換技術打造了NGN平臺，該系統包括軟交換控制設備、媒體網關、接入網關和綜合管理等幾個部分，并且實現了雙機異地冗余配置。軟交換控制設備實現全網呼叫控制欲業務受理，媒體網關實現與傳統PSTN網互通，接入設備實現電話綜合接入設備IAD的語音接入，綜合管理系統負責設備維護、計費接口等[2]；實現語音視頻會議系統向IP網絡化轉變，隨著H.323技術協議的發展完善，解決了包交換網絡上的音頻、視頻、數據通信等多方面的難題，IP電話視頻會議系統由會議終端、網關、IP網絡以及多點控制器(MCU)組成，可以實現多點會議和多點會議廣播功能。

第三，實現多業務混合傳輸。IP網絡已經不僅可以傳輸數據業務，還可實現語音業務、視頻業務、支撐類業務及其物聯網、云計算等業務，在網絡設備和建設中，應該充分考慮到這些新技術的對接和融合。在進行網絡規劃和實施過程中，要提前做好設計規劃，按照不同業務提供不同的VLAN和地址，利用VPN等劃分不同的通信通道，實現一套設備和鏈路傳輸多種業務。

網絡業務流中信令、語音業務要求時延和抖動小、丟包率低，視頻業務要求帶寬高、傳輸時延小，而數據業務則是突發性大、時延小但是容錯率低。IP協議本身沒有傳統電信級的可靠性技術措施，在實際應用中，針對語音視頻等業務需求，需要采用多種技術綜以達到或是滿足電信級的質量，例如可以采用VLAN、Diff-serv、QoS優先級、帶寬保障等多種方式綜合來實現。

第四，建立融合的IP運營支撐系統。隨著市場的發展，通信業務出現了捆綁銷售等組合營銷方式，原有的多個獨立的業務系統信息經常需要進行互聯，這都需要實現用戶、資源等信息的打包。近年來油田通信自身面臨人員隊伍老化、維護水平和效率不高、投資資金緊張的問題，原有系統的故障率不斷升高、功能不能滿足需要，因此原有業務管理系統和方式都需要進行改造。在這種局面下，為了提高企業資源利用率和提升產生效益，同時配合新業務的開展，必須升級或是新上能夠滿足需要的融合的運營支撐系統，達到快速搶占新市場的目的。在系統選擇時堅持采用基于IP融合的系統，只有這樣才能滿足網絡融合的需要[3]。融合后的運營支撐系統主要功能包括：

資源管理：包括原來的機線資源、號碼資源、用戶信息、業務套餐類型等的配置管理；

網絡管理：語音網絡設備、數據網絡設備、視頻網絡設備、應用服務器設備等設備的配置維護管理；

故障管理：所有在用設備性能監控信息、在網設備故障告警、告警統計分析、專家支持數據庫等；

經營分析：計費數據采集、賬務結算管理、統計分析、決策考核等；

客戶服務：障礙申告受理、業務咨詢、用戶查詢、投訴反饋等。

第五，制定全方位的安全措施。目前電信級的設備在可靠性上可以實現毫秒內的倒換時間，硬件的可靠性都比較高了，但是IP協議在安全性上卻比較簡單，必須采用輔助安全技術和措施來確保設備、運性和管理安全，重點核心設備特別是服務器區在規劃和設計上劃分安全區域，配備高性能、高安全性的防護墻，實現內外網的隔離，屏蔽非授權的訪問；網絡中服務器區安裝異常流量和信息監測和清理工具，還應該提供防病毒、防黑客等功能，防止病毒等大量占用網絡帶寬和系統資源，避免出現業務訪問緩慢無法訪問網絡資源，甚至整個網絡癱瘓，要防止黑客攻擊網絡中的關鍵設備，篡改其路由和用戶等數據等[4]。

除了上述安全措施外，需要安裝相關的動力環境監控系統，將機房供配電系統運行狀態、空調設備狀態、室內溫濕度環境狀態、防水防火檢測、安防監控系統、門禁監控系統、消防系統等內容進行實時采集，充分利用僅有的人力資源，加強維護支持手段，保障設備穩定運行和機房安全，提高勞動生產率和網絡維護水平，實現機房從有人值守到少人或無人值守，促進機房維護現代化[5]。

第六，完善故障響應和處理流程。IP網絡隨著規模、設備能力的迅速擴展，如何管理好大量的網絡設備，如何保證故障快速檢測定位和故障快速處理等方面都對我們提出了新的要求。網絡管理是一個系統工程，靠的是“三分技術，七分管理”，因此必須制定一系列的操作管理制度、安全評估、故障處理流程、應急響應預案等，這些措施應覆蓋網絡的各個方面，達到能夠及時快速解決問題。與此同時，各項制度和手段必須落到實處。人員的技能和意識是網絡措施能否落實到位、發揮作用的重要環節，整個通信網絡的管理人員和維護人員都應該包括在內。

第七，建立運行支撐中心，今后越來越多的業務將更多的依靠計算機軟件來實現，同時通信中所建立的應用系統中服務器也越來越多，軟件開發和維護與網絡設備是完全不同的，現有技術人員中大多是通信工程相關專業的，而應用系統多是要求計算機相關專業的人員，所以應該成立專門部門加強應用系統的支撐力度，提高應用系統運行維護服務水平。

4 結語

國內運營商都在加速網絡IP化的商用進程，通信網絡IP化能夠令通信企業經營成本降低，提升服務質量，增加業務類型。IP技術正在以其特有的方式極大地推動電信網絡建設的進一步發展，并逐步應用到網絡的各個層面。

[1] 徐偉民.IP RAN網絡及其試商用規劃設計探討[J].通信技術,2012,45(06):50-54.

[2] 辛建敏.軟交換技術在中原油田的應用[J].電信技術,2010(11):69-70.

[3] 姚春華,王宏,謝小賦.支持網絡融合的策略管理系統研究[J].通信技術,2011,44(08): 51-53.

[4] 張國慶,鄭貴省,于波.局域網安全風險分析與防范[J].信息安全與通信保密,2010(06): 74-76.

[5] 周雪.數據中心安全建設:部署之前先“設計”[J].信息安全與通信保密,2010(04): 30-31.